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JP2018180072A - 構造体及び電子楽器 - Google Patents

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JP2018180072A
JP2018180072A JP2017074852A JP2017074852A JP2018180072A JP 2018180072 A JP2018180072 A JP 2018180072A JP 2017074852 A JP2017074852 A JP 2017074852A JP 2017074852 A JP2017074852 A JP 2017074852A JP 2018180072 A JP2018180072 A JP 2018180072A
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美智子 田之上
Michiko Tanoue
美智子 田之上
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Abstract

【課題】複数の素子を備えた部材をコンパクトに支持することが可能な構造体を提供すること。
【解決手段】構造体は、第1方向に配列された複数の開口部を有する第1部材と、前記第1部材を支持する第2部材と、を備え、前記第1部材は、前記第1方向に配列された複数の第1素子と、前記複数の第1素子からの信号を受信する第2素子とを有し、前記第2部材は、前記複数の開口部と重なる位置に配置される複数の突起部を有し、前記複数の開口部は、第1列を構成する第1開口部と、前記第1開口部よりも少ない数で第2列を構成する第2開口部とを有し、前記第2素子は、前記第1開口部よりも前記第2開口部に近い位置に配置される。
【選択図】図6

Description

本発明は、構造体及び電子楽器に関する。
一般的に、電子ピアノ等の電子鍵盤楽器は、鍵の動きを検知する鍵スイッチを備えている。鍵スイッチは、鍵の動きに応じて上下動する可動接点と、その可動接点の下方に配置された固定接点とを含む。このような鍵スイッチは、鍵ごとに配置されているため、固定接点は、スケール方向(鍵の並ぶ方向)に沿って複数設けられている。つまり、鍵の下方には、複数の固定接点が配置された回路基板が、スケール方向に沿って配置される。回路基板は、鍵を支持するフレームに対して固定される(特許文献1)。
特開2016−82188号公報
電子鍵盤楽器では、例えば88個の鍵が並ぶ。そのため、回路基板には88個の鍵のそれぞれに対応して複数の固定接点が配置される。複数の固定接点から出力される信号は、複数の配線を介して回路基板上の集積回路に集約される。したがって、回路基板上には、固定接点、集積回路、及びこれらを接続する複数の配線が実装される。このように、電子鍵盤楽器の回路基板は、素子等の集積度が高い。特に、特許文献1に記載の電子鍵盤楽器のように、鍵ごとに複数の鍵スイッチを備えた構成ともなると、配線の本数がさらに増え、ますます集積度が高くなる。
近年では、電子鍵盤楽器の小型化が進み、配置スペースの確保の問題から回路基板の小型化も求められている。回路基板の高集積化と小型化とが進むと、回路基板に素子等以外の要素を配置するためのスペースの確保が困難となる。その結果、回路基板に対してある部材を固定したり、フレームに対して回路基板を固定したりする方法について、様々な制約が生じることが予想される。
本発明の課題の一つは、複数の素子を備えた部材をコンパクトに支持することが可能な構造体を提供することにある。
本発明の課題の一つは、複数の素子を備えた部材をコンパクトに支持することが可能な構造体を含む電子楽器を提供することにある。
本発明の一実施形態における構造体は、第1方向に配列された複数の開口部を有する第1部材と、前記第1部材を支持する第2部材と、を備え、前記第1部材は、前記第1方向に配列された複数の第1素子と、前記複数の第1素子からの信号を受信する第2素子とを有し、前記第2部材は、前記複数の開口部と重なる位置に配置される複数の突起部を有し、前記複数の開口部は、第1列を構成する第1開口部と、前記第1開口部よりも少ない数で第2列を構成する第2開口部とを有し、前記第2素子は、前記第1開口部よりも前記第2開口部に近い位置に配置される。
前記第2素子は、前記第2列と重なって配置されてもよい。ここで、前記第1素子は、例えばセンサである。前記第2素子は、例えば集積回路又はコネクタ部である。
本発明の一実施形態における構造体は、前記第1部材と前記第2部材とに挟まれて配置され、可動接点(可動部ともいう)を有する第3部材をさらに備えてもよい。この場合、前記可動接点は、前記第1素子と重なって配置される。
本発明の一実施形態における構造体は、回動することにより前記可動接点を押す第4部材をさらに有していてもよい。この場合、第4部材の回動中心は、前記第2列よりも前記第1例に近い側に位置することが好ましい。また、前記可動接点は、前記第1部材の上面に対して傾斜する傾斜面を有し、前記第2列よりも前記第1列に近い側に、前記傾斜面の低い側が位置することが好ましい。前記可動接点は、前記第2開口部よりも前記第1開口部に近い側に位置していてもよい。
本発明の一実施形態における構造体は、前記複数の突起部よりも高さの低い他の突起部をさらに含み、前記他の突起部は、前記第2開口部と重ならない位置に配置されていてもよい。例えば、他の突起部は、複数の突起部とともに列をなしてもよい。
本発明の一実施形態の電子楽器は、上述した構造体のいずれかを有し、前記第1部材が、電子回路が配置された回路基板であって、前記第2部材が、フレームであってもよい。このとき、前記第1方向は、スケール方向であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、複数の素子を備えた部材をコンパクトに支持することが可能な構造体を提供することができる。
本発明の一実施形態によれば、複数の素子を備えた部材をコンパクトに支持することが可能な構造体を含む電子楽器を提供することができる。
本発明の一実施形態の鍵盤装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の音源装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態の筐体内部の構成を側面から見た一例を示す図である。 本発明の一実施形態における筐体内部の構成を背面(下面)から見た場合の説明図である。 本発明の一実施形態における回路基板400の回路配置の一例を示す図である。 本発明の一実施形態における回路基板の構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態における可動接点の構成の一例を示す図である。 フレームに対し回路基板を装着する際における、フレーム、接点部材及び回路基板の位置関係を示す図である。 フレームに対し回路基板を装着した後における、フレーム、接点部材及び回路基板の位置関係を示す図である。 フレームに対し回路基板を装着した後における、フレーム、接点部材及び回路基板の位置関係を示す図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号(数字の後にA、B等を付しただけの符号)を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率(各構成間の比率、縦横高さ方向の比率等)は説明の都合上実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。
<第1実施形態>
[鍵盤装置の構成]
図1は、本発明の一実施形態における鍵盤装置の構成を示す図である。鍵盤装置1は、この例では、電子ピアノなどユーザ(演奏者)の押鍵に応じて発音する電子鍵盤楽器である。なお、鍵盤装置1は、外部の音源装置を制御するための制御データ(例えば、MIDI)を、押鍵に応じて出力する鍵盤型のコントローラであってもよい。この場合には、鍵盤装置1は、音源装置を有していなくてもよい。
鍵盤装置1は、鍵盤アセンブリ10を備える。鍵盤アセンブリ10は、白鍵100wおよび黒鍵100bを含む。複数の白鍵100wと黒鍵100bとが並んで配列されている。鍵100の数は、N個であり、この例では88個である。この配列された方向(図1のD1方向)をスケール方向という。白鍵100wおよび黒鍵100bを特に区別せずに説明できる場合には、鍵100という場合がある。以下の説明においても、符号の最後に「w」を付した場合には、白鍵に対応する構成であることを意味している。また、符号の最後に「b」を付した場合には、黒鍵に対応する構成であることを意味している。
鍵盤アセンブリ10の一部は、筐体90の内部に存在している。鍵盤装置1を上方から見た場合において、鍵盤アセンブリ10のうち筐体90に覆われている部分を非外観部NVといい、筐体90から露出してユーザから視認できる部分を外観部PVという。すなわち、外観部PVは、鍵100の一部であって、ユーザによって演奏操作が可能な領域を示す。以下、鍵100のうち外観部PVによって露出されている部分を鍵本体部という場合がある。
筐体90内部には、音源装置70およびスピーカ80が配置されている。音源装置70は、鍵100の押下に伴って音波形信号を生成する。スピーカ80は、音源装置70において生成された音波形信号を外部の空間に出力する。なお、鍵盤装置1は、音量をコントロールするためのスライダ、音色を切り替えるためのスイッチ、様々な情報を表示するディスプレイなどが備えられていてもよい。
なお、本明細書における説明において、上、下、左、右、手前および奥などの方向は、演奏するときの演奏者から鍵盤装置1を見た場合の方向を示している。そのため、例えば、非外観部NVは、外観部PVよりも奥側に位置している、と表現することができる。図1に示される方向D1は、左右方向と表現することができるが、前述のようにスケール方向と表現してもよい。図1に示される方向D2は、前後方向と表現することができる。
また、鍵前端側、鍵後端側のように、鍵100を基準として方向を示す場合もある。この場合、鍵前端側は鍵100に対して演奏者から見た手前側を示す。鍵後端側は鍵100に対して演奏者から見た奥側を示す。この定義によれば、黒鍵100bのうち、黒鍵100bの鍵本体部の前端から後端までが、白鍵100wよりも上方に突出した部分である、と表現することができる。
図2は、本発明の一実施形態における音源装置の構成を示すブロック図である。音源装置70は、信号変換部710、音源部730および出力部750を備える。複数のセンサ300−1、300−2、・・・、300−88(以下、個々に区別する必要がないときは、単に「センサ300」と呼ぶ。)は、各鍵100に対応して設けられ、鍵の操作を検知し、検知した内容に応じた信号を出力する。この例では、センサ300は、3段階の押鍵量に応じて信号を出力する。この信号の間隔に応じて押鍵速度が検知可能である。
信号変換部710は、センサ300の出力信号を取得し、各鍵100における操作状態に応じた操作信号を生成して出力する。この例では、操作信号はMIDI形式の信号である。そのため、押鍵操作に応じて、信号変換部710はノートオンを出力する。このとき、88個の鍵100のいずれが操作されたかを示すキーナンバ、および押鍵速度に対応するベロシティについてもノートオンに対応付けて出力される。一方、離鍵操作に応じて、信号変換部710はキーナンバとノートオフとを対応付けて出力する。信号変換部710には、ペダル等の他の操作に応じた信号が入力され、操作信号に反映されてもよい。
音源部730は、信号変換部710から出力された操作信号に基づいて、音波形信号を生成する。出力部750は、音源部730によって生成された音波形信号を出力する。この音波形信号は、例えば、スピーカ80または音波形信号出力端子などに出力される。
[鍵盤アセンブリの構成]
図3は、本発明の一実施形態における筐体内部の構成を側面から見た場合の説明図である。図3に示すように、筐体90の内部において、鍵盤アセンブリ10およびスピーカ80が配置されている。スピーカ80は、鍵盤アセンブリ10の奥側に配置されている。このスピーカ80は、押鍵に応じた音を筐体90の上方および下方に向けて出力するように配置されている。下方に出力される音は、筐体90の下面側から外部に進む。一方、上方に出力される音は筐体90の内部から鍵盤アセンブリ10の内部の空間を通過して、外観部PVにおける鍵100の隣接間の隙間または鍵100と筐体90との隙間から外部に進む。
鍵盤アセンブリ10の構成について、図3を用いて説明する。鍵盤アセンブリ10は、上述した鍵100の他にも、接続部180、ハンマアセンブリ200およびフレーム500を含む。鍵盤アセンブリ10は、ほとんどの構成が射出成形などによって製造された樹脂製の構造体である。フレーム500は、筐体90に固定されている。
接続部180は、フレーム500に対して回動可能に鍵100を接続する。接続部180は、板状の可撓性部材181、鍵側支持部183および棒状の可撓性部材185を備える。可撓性部材181は、鍵100の後端から延在している。鍵側支持部183は、可撓性部材181の後端から延在している。可撓性部材185は、いわゆるスナップフィットであり、鍵側支持部183およびフレーム500のフレーム側支持部585を連結している。すなわち、鍵100とフレーム500との間に、可撓性部材185が配置されている。可撓性部材185が撓むことによって、鍵100がフレーム500に対して回動することができる。
鍵100は、前端鍵ガイド151および側面鍵ガイド153を備える。前端鍵ガイド151は、フレーム500の前端フレームガイド511を覆った状態で摺動可能に接触している。前端鍵ガイド151は、その上部と下部のスケール方向の両側において、前端フレームガイド511と接触している。側面鍵ガイド153は、スケール方向の両側において側面フレームガイド513と摺動可能に接触している。この例では、側面鍵ガイド153は、鍵100の側面のうち非外観部NVに対応する領域に配置され、接続部180(板状の可撓性部材181)よりも鍵前端側に存在するが、外観部PVに対応する領域に配置されてもよい。
ハンマアセンブリ200は、フレーム500に対して回動可能に取り付けられている。このときハンマアセンブリ200の軸支持部220とフレーム500の回動軸520とは少なくとも3点で摺動可能に接触する。ハンマアセンブリ200の前端部210は、ハンマ支持部120の内部空間において概ね前後方向に摺動可能に接触する。この摺動部分、すなわち前端部210とハンマ支持部120とが接触する部分は、外観部PV(鍵本体部の後端よりも前方)における鍵100の下方に位置する。
ハンマアセンブリ200は、回動軸520よりも奥側において、金属製の錘部230が配置されている。通常時(押鍵していないとき)には、錘部230が下側ストッパ250に載置された状態であり、ハンマアセンブリ200の前端部210が、鍵100を押し戻している。押鍵されると、錘部230が上方に移動し、上側ストッパ260に衝突する。ハンマアセンブリ200は、この錘部230によって、押鍵に対して加重を与える。下側ストッパ250および上側ストッパ260は、緩衝材等(不織布、弾性体等)で形成されている。
ハンマ支持部120および前端部210の下方には、フレーム500に対し、各種信号処理を実行する回路基板400が取り付けられている。回路基板400は、断面視において、筐体90の載置面に対して平行となるように設けられている。
回路基板400上には、樹脂材料で構成された支持体に、接点として機能する導体が設けられた可動接点212aが配置されている。可動接点212aは、接点を備えた可動部材であり、各鍵100に対応してスケール方向に複数設けられている。可動接点212aは、回路基板400のセンサ300(図示せず)と接触又は離間することが可能なように対向して配置される。ここで、鍵100の押鍵動作に応じてハンマアセンブリ200の前端部210によって可動接点212aが押されると、可動接点212aが変形して潰される。回路基板400上のセンサ300は、可動接点212aの有する電極との接触を検知すると、後述する集積回路410(図5)に検知信号を出力する。これにより、鍵100の押鍵動作が検知され、図2に示す信号変換部710からノートオンが出力される。
[フレームと回路基板の構成]
図4は、本発明の一実施形態における筐体内部の構成を背面(下面)から見た場合の説明図である。具体的には、図3に示した回路基板400及びフレーム500を下方から見た場合の平面図に対応する。ここでは、特に、回路基板400及びフレーム500の構成と両者の間の位置関係に着目して説明する。
まず、回路基板400の概略の構成について説明する。本実施形態の鍵盤装置1において、回路基板400は、中央回路基板400C、右側回路基板400R及び左側回路基板400Lの3つに分割されて配置される。ただし、これは一例に過ぎず、回路基板400の分割数は任意であるし、分割せずに1枚の基板で構成することも可能である。本明細書において、特に区別する必要がない場合は、中央回路基板400C、右側回路基板400R及び左側回路基板400Lをまとめて回路基板400と表現する場合がある。
回路基板400は、長手方向であるスケール方向(D1方向)のほぼ中心の位置に位置決め部402を有する。ここで「ほぼ中心」とは、厳密な意味での中心だけでなく、当業者であれば中心とみなせる範囲(中心付近)を含む概念である。本実施形態では、位置決め部402として回路基板400に設けた切り欠き部(凹部)を用いる。後述するように、位置決め部402は、前端支持部540が有する第1位置決め部544と係合して回路基板400の位置を決める。ただし、位置決め部402として切り欠き部に代えて突起部を設け、第1位置決め部544として突起部に代えて切り欠き部を設けることにより、同様の機能を実現してもよい。また、回路基板400に位置決め用の開口部を設け、その開口部にフレーム500又は別部材から突出する突起部等を挿入することにより、同様の機能を実現してもよい。なお、本実施形態では、位置決め部402を配置する位置を、回路基板400のスケール方向のほぼ中心の位置に定めた例を示すが、これに限られるものではない。
また、回路基板400は、開口部404及び406を有する。開口部404は、回路基板400の後端側、すなわち後述する後端支持部530近傍においてスケール方向(D1方向)に沿って配列されている。開口部406は、開口部404よりも回路基板400の前端側にスケール方向に沿って配置されている。これらの開口部404及び406は、後述する第1リブ550及び第2リブ552と重なる位置に配置される。また、本実施形態では、開口部404に比べて開口部406を配置する個数を少なくしている。なお、開口部404及び406の形状は、円形に限らず、楕円形、矩形、角が丸みを帯びた四角形など、任意の形状であってもよい。開口部404及び406についての詳細については後述する。
ここで、回路基板400の回路配置について図5を用いて説明する。図5は、本発明の一実施形態における回路基板400の回路配置の一例を示す図である。図5に示されるように、中央回路基板400C、右側回路基板400R及び左側回路基板400Lは、スケール方向(D1方向)に沿って配列されたセンサ300を有する。さらに、中央回路基板400Cは、長手方向の中心付近に、センサ300から集められた信号を処理する集積回路410を有する。そして、中央回路基板400Cは、コネクタ部420L及びコネクタ部420Rを介して左側回路基板400L及び右側回路基板400Rと電気的に接続される。
回路基板400のうち、中央回路基板400Cは、主に、信号処理及びセンシング処理を担う基板である。右側回路基板400R及び左側回路基板400Lは、主に、センシング処理を担う基板である。ここでいうセンシング処理とは、鍵100の押鍵動作を検知する処理である。センシング処理は、鍵ごとに設けられたセンサ300によって実行される。この例では、センサ300は、回路基板400上に配置された配線パターンで構成される固定接点であり、可動接点212a(図3)の有する導体(電極)の接触又は離間を検知する。
なお、ここではセンサ300の例として固定接点を挙げたが、固定接点と可動接点との組み合わせをセンサ300として用いてもよい。また、固定接点は、1つに限らず複数個であってもよい。例えば、複数の固定接点を1つの鍵に対応して配置し、それらを用いて押鍵の有無や押鍵速度等を検知してもよい。さらに、接触又は離間を検知する接触検知型センサだけでなく、物体の接近もしくは離間を検知する光センサ又は静電センサなどの非接触検知型センサをセンサ300として用いてもよい。
ここで、回路基板400の回路配置について図5を用いて説明する。図5は、本発明の一実施形態における回路基板400の回路配置の一例を示す図である。図5に示されるように、中央回路基板400C、右側回路基板400R及び左側回路基板400Lは、スケール方向(D1方向)に沿って配列されたセンサ300を有する。さらに、中央回路基板400Cは、長手方向の中心付近に、センサ300から集められた信号を処理する集積回路410を有する。ただし、集積回路410は、長手方向の中心付近に限らず、長手方向の端部付近にあってもよい。そして、中央回路基板400Cは、コネクタ部420L及びコネクタ部420Rを介して左側回路基板400L及び右側回路基板400Rと電気的に接続される。
図示は省略しているが、個々のセンサ300−m(ここでは、mは自然数)のそれぞれは、回路基板400上に形成された複数の配線を介して集積回路410と電気的に接続される。すなわち、左側回路基板400Lに配置されたセンサ300と右側回路基板400Rに配置されたセンサ300から出力された検知信号は、それぞれコネクタ部420L及び420Rを介して中央回路基板400Cに伝達され、集積回路410に集められる構成となっている。
なお、本実施形態では、右側回路基板400R及び左側回路基板400Lの前後方向(D2方向)における幅が、中央回路基板400Cの前後方向における幅がよりも狭くなっている。これは、前述のように、中央回路基板400Cに信号処理の機能を集約した結果、右側回路基板400R及び左側回路基板400Lの小型化が可能となったためである。ただし、中央回路基板400C、右側回路基板400R及び左側回路基板400Lの前後方向における幅は、同一であっても構わない。
次に、図4に戻ってフレーム500の概略の構成について説明する。フレーム500は、回路基板400の後端を支持する後端支持部530、回路基板400の前端を支持する前端支持部540、第1リブ550、及び第2リブ552を有する。なお、前端支持部540は、中央回路基板400Cの前端を支持する前端支持部540C、右側回路基板400Rの前端を支持する前端支持部540R、及び左側回路基板400Lの前端を支持する前端支持部540Lを含む。本明細書において、特に区別する必要がない場合は、前端支持部540R、及び左側回路基板400Lの前端を支持する前端支持部540Lをまとめて前端支持部540と表現する。
第1リブ550及び第2リブ552は、フレーム500の強度を上げるために設けられており、後端支持部530及び前端支持部540と一体形成されている。具体的には、第1リブ550は、後端支持部530に設けられたボス532の位置に合わせて配置され、ハンマアセンブリ200(図示せず)の後端側にかけてフレーム500を補強する。ボス532は、図3に示した筐体90とフレーム500とを固定するために使用される。第2リブ552は、後端支持部530と前端支持部540とに跨って配置され、平面視において、その一部が回路基板400と重なる。なお、図4には図示されていないが、図3に示したハンマアセンブリ200は、個々に、隣接する2つの第2リブ552の+間に配置される。
第1リブ550及び第2リブ552には、それぞれ棒状(ピン形状)の突起部554及び556が設けられている。回路基板400をフレーム500に対して装着した状態において、突起部554及び556は、それぞれ、回路基板400の開口部404及び406と重なる位置に配置される。すなわち、回路基板400をフレーム500に対して装着する際、突起部554及び556は、それぞれ、回路基板400の開口部404及び406に挿入される。なお、本実施形態では、突起部554の数に比べて突起部556の数を少なくしている。すなわち、第2リブ552の一部に対して突起部556を配置しない構成となっている。これは、後述する回路基板400の開口部404及び406の数の関係に合わせたものであるが、この点については後述する。
本実施形態の鍵盤装置1では、後端支持部530は、中央回路基板400C、右側回路基板400R及び左側回路基板400Lの後端(後方側の端部)を揃えて支持する。換言すれば、後端支持部530は、右側回路基板400R及び左側回路基板400Lの後端を同一ライン上又は同一面上に揃えて支持する構成となっている。中央回路基板400C、右側回路基板400R及び左側回路基板400Lを図4のように配置すると、前端支持部540R及び540Lの前後方向(D2方向)の幅を厚くすることができるため、フレーム500の前端側の強度をより向上させることができる。
後端支持部530は、前述のボス532に加え、回路基板400の脱落を防ぐための支持部534、及び回路基板400の前後方向(D2方向)における位置を決める位置決め部536を含む。本実施形態において、支持部534は、いわゆるスナップフィットで構成されるが、これに限られるものではない。位置決め部536は、前端支持部540に向かい合う曲面を有する突起部で構成される。後述するように、位置決め部536は、回路基板400の前後方向(D2方向)の位置決めを行う機能を有する。
前端支持部540は、回路基板400の脱落を防ぐための支持部542、回路基板400のスケール方向(D1方向)における位置を決める第1位置決め部544、及び回路基板400の前後方向(D2方向)における位置を決める第2位置決め部546を含む。支持部542は、第2リブ552とは上下方向(鍵盤装置1の高さ方向)に離間した位置に配置される。回路基板400は、その前端が第2リブ552と支持部542との間に挟まれた状態で支持される。
また、第1位置決め部544は、後端支持部530に向かって突出する突起部で構成される。基本的には、第1位置決め部544が設けられた位置と、回路基板400のスケール方向(D1方向)における中心位置とを一致させることが好ましいが、これに限らず、任意の位置に設定しても構わない。第2位置決め部546は、回路基板400の前端に当接して回路基板400の前方側(演奏者側)への移動を妨げる役割を果たす。
フレーム500に対して回路基板400を装着するに当たり、まず回路基板400の前端が、第2リブ552と前端支持部540における支持部542との間に挿入される。このとき、前端支持部540における第1位置決め部544の位置と回路基板400の前端に設けられた位置決め部402の位置とを合わせる。
次に、回路基板400の後端側を第2リブ552に向かって押す。所定の位置まで回路基板400が移動すると、後端支持部530における支持部534の機能により、回路基板400が支持される。その際、回路基板400の後端は、後端支持部530の位置決め部536の曲面に沿って摺動することにより前方側へ押し出される。そして、回路基板400の前端が前端支持部540における第2位置決め部546に当接した時点で、回路基板400の前後方向の位置が決まる。
[回路基板における開口部の構成]
次に、回路基板400における開口部の構成について図6を用いて説明する。図6は、本発明の一実施形態における回路基板の構成の一例を示す図である。特に、図6は、回路基板400における開口部404及び406の構成について説明するための図である。なお、ここでは、説明の便宜上、回路基板400のうち中央回路基板400Cを平面視した場合を例に挙げて説明するが、左側回路基板400L及び右側回路基板400Rにおいても、それぞれ同様の構成を有している。
図6に示されるように、開口部404は、中央回路基板400Cの後端近傍に、スケール方向(D1方向)に沿って配列されている。また、開口部406は、中央回路基板400Cの前端近傍に、スケール方向(D1方向)に沿って配列されている。本実施形態では、開口部404に比べて、開口部406の数が少なくなっている。このとき、複数並んだ開口部404で構成される列を第1列42と呼び、複数並んだ開口部406で構成される列を第2列44と呼ぶ。ここで、第1列42及び第2列44は、それぞれ複数の開口部404及び複数の開口部406の中心を通る線分である。
図6において、第1列42は、スケール方向(D1方向)に延びるとともに、センサ300の近傍に位置する。つまり、開口部404は、中央回路基板400Cに配置されたセンサ300に近い側に位置する。また、第2列44は、スケール方向(D1方向)に延びるとともに、集積回路410、コネクタ部420L及びコネクタ部420Rと重なる。つまり、開口部406は、中央回路基板400Cに配置された集積回路410、コネクタ部420L及びコネクタ部420Rに近い側に位置する。
ここで、センサ300に近い側に配置する開口部404の数と中央回路基板400C等に近い側に配置する開口部406の数を異ならせた理由について説明する。
上述のように、本実施形態では、回路基板400に対して開口部404及び開口部406が設けられているため、フレーム500に対して回路基板400を装着する際、フレーム500の突起部554及び556が回路基板400と干渉しない。また、本実施形態では、突起部554及び556を用いて、センサ300と重なって配置される可動接点212a(図3)の位置決めを行っている。ここで、本実施形態における可動接点212aを回路基板400上に配置する構成の一例について図7及び図8を用いて説明する。
図7(A)〜図7(C)は、本発明の一実施形態における可動接点の構成の一例を示す図である。具体的には、図7(A)は、可動接点212aを含む部材の平面図である。図7(B)は、図7(A)に示す平面図を一点鎖線A−A’で切断した図に対応する。また、図7(C)は、図7(A)に示す平面図を一点鎖線B−B’で切断した図に対応する。
図6において、第1列42は、スケール方向(D1方向)に延びるとともに、センサ300の近傍に位置する。つまり、開口部404は、中央回路基板400Cに配置されたセンサ300に近い側に位置する。また、第2列44は、スケール方向(D1方向)に延びるとともに、集積回路410、コネクタ部420L及びコネクタ部420Rと重なる。つまり、開口部406は、中央回路基板400Cに配置された集積回路410、コネクタ部420L及びコネクタ部420Rに近い側に位置する。なお、本実施形態では、開口部404に近い側(すなわち、第1列42に近い側)にセンサ300を配置する例を示したが、これは一例にすぎない。センサ300は、第1列42と第2列44の間に配置されていればよい。
このとき、支持部材212bには、複数の開口部213a及び213bが設けられている。具体的には、隣接する可動接点212aの間の領域における前後方向(D2方向)において、開口部213aは後端部の側に、開口部213bは前端部の側にそれぞれ設けられている。ここで、開口部213a及び213bを配置する位置は、それぞれ、フレーム500の第1リブ550又は第2リブ552に設けられた突起部554及び556の位置に対応している。具体的には、開口部213a及び開口部213bは、それぞれスケール方向(D1方向)に配列されている。また、本実施形態では、突起部554及び556の配置と同様に、開口部213aに比べて開口部213bの数が少なくなっているが、この構成に限られるものではない。
また、図7(C)に示されるように、可動接点212aは、上面が傾斜面212a−1となっている。この傾斜面212a−1は、開口部213aに近い側に比べて開口部213bに近い側が高くなっている。本実施形態では、可動接点212aにおける傾斜面212a−1の低い側の位置は、後述するハンマアセンブリ200の回動中心(すなわち、図3の回動軸520)の位置に合わせて決められている。
なお、ここでいう「回動中心」とは、ハンマアセンブリ200が厳密に円運動を行った場合の回動中心に限られない。つまり、ハンマアセンブリ200の姿勢が、第1の姿勢から第2の姿勢へと遷移したとき、その姿勢の遷移が、仮にハンマアセンブリ200の回動によるものだったと仮定した場合における仮の回動中心をも含む概念である。例えば、ハンマアセンブリ200が直線運動と円運動の組み合わせにより可動接点212aに対して作用する場合には、仮の回動中心を軸として回動したものとみなすことができる。
図8(A)及び図8(B)は、それぞれ、フレーム500に対し回路基板400を装着する際におけるフレーム500、接点部材212及び回路基板400の位置関係を示す図である。具体的には、図8(A)は、フレーム500に対し回路基板400を装着する前における、フレーム500、接点部材212及び回路基板400の位置関係を示す図である。図8(B)は、フレーム500に対し回路基板400を装着した後における、フレーム500、接点部材212及び回路基板400の位置関係を示す図である。
図8(A)及び図8(B)に示されるように、接点部材212は、フレーム500と回路基板400との間に配置される。つまり、フレーム500に対して回路基板400を装着する際、フレーム500と回路基板400との間に接点部材212(厳密には、設定部材212を構成する支持部材212b)を挟みこむ構成となっている。なお、図8(A)において破線で示す矢印は、第2リブ552に設けられた突起部554が、接点部材212の開口部213a及び回路基板400の開口部404を貫通することを示している。図8(B)に示されるように、接点部材212は、フレーム500と回路基板400とに挟まれた状態で保持される。
図9(A)、図9(B)及び図9(C)は、それぞれ、フレーム500に対し回路基板400を装着した後におけるフレーム500、接点部材212及び回路基板400の位置関係を示す図である。具体的には、図9(A)は、フレーム500に対し回路基板400を装着した後におけるフレーム500、接点部材212及び回路基板400の位置関係を示す平面図である。ただし、図9(A)は、下方側(回路基板400が配置された側)から見た図を示している。図9(B)は、図9(A)の平面図を一点鎖線C−C’で切断した断面図に対応する。図9(C)は、図9(A)の平面図を一点鎖線D−D’で切断した断面図に対応する。
図9(A)に示されるように、第2リブ552には、突起部554及び突起部556が設けられたリブ以外に、突起部556が設けられていないリブが存在する。つまり、突起部554に比べて突起部556の本数は少なく配置されている。このとき、回路基板400のうち、突起部556が設けられていない部分と重なる領域には、開口部406が設けられていない。
図9(B)に示されるように、図9(A)を一点鎖線C−C’で切断した断面を見ると、回路基板400のうち、突起部554及び突起部556と重なる部分には、それぞれ開口部404及び406が配置されている。このとき、突起部554は、開口部404及び開口部213aを貫通している。また、突起部556は、開口部406及び開口部213bを貫通している。これにより、フレーム500に対する接点部材212の位置を決めることができる。
これに対し、図9(C)に示されるように、図9(A)を一点鎖線D−D’で切断した断面を見ると、回路基板400のうち、突起部554と重なる部分には開口部404が配置されているが、突起部556が設けられていない部分と重なる領域には開口部213b及び開口部406が配置されていない。
このように、本実施形態では、突起部554に比べて突起部556の本数を減らすことにより、接点部材212を構成する支持部材212bに設ける開口部213bの数を減らしている。これにより、接点部材212のコストダウンを実現することができる。
また、図8(B)及び図9(B)に示されるように、可動接点212aは、隣接するリブ間(ここでは、隣接する第2リブ552の間)に収まるように配置される。つまり、スケール方向(D1方向)において、可動接点212aは、第2リブ552と並んで配置される。このとき、図3に示されるように、可動接点212aの傾斜面212a−1は、ハンマアセンブリ200の前端部210の下方に配置される。そして、鍵100の押鍵動作に応じて前端部210が第2リブ552の間を上下方向に動き、可動接点212aに当接して変形させる。その結果、可動接点212aと下方の回路基板400に設けられたセンサ300とが接触して鍵100の押鍵動作を検知することができる。
なお、ここではフレーム500の一部である第2リブ552を中心に説明したが、第1リブ550には、突起部554及び556が設けられている。また、図9(A)では、D1方向に並ぶ第2リブ552に対し、1本おきに突起部556を配置した例を示しているが、これに限らず、どのリブに配置するかは任意である。
以上説明したように、本実施形態では、回路基板400の開口部404及び406と、接点部材212の開口部213a及び213bとに対し、フレーム500の突起部554及び556を貫通させる構成となっている。
上述したように、センサ300と重なって配置された可動接点212aは、ハンマアセンブリ200が回動することにより、その前端部210によって押される。その結果、可動接点212aのうち樹脂材料で構成された部分が、ハンマアセンブリ200の前端部210との接触によって変形して潰れ、接点となる導体がセンサ300と接触する。図3に示されるように、可動接点212aは、上面が傾斜面212a−1になっているため、ハンマアセンブリ200の回動に応じて円弧状の軌跡を描いて運動する前端部210から均一な力を受けることができる。
その際、支持部材212bのうち傾斜面212a−1の低い側に近い部分(以下「支持部材212bの後端部」という。)では、傾斜面212a−1の高い側に近い部分(以下「支持部材212bの前端部」という。)に比べて、ハンマアセンブリ200の前端部210から強い力を受ける。これは、前者の方が傾斜面212a−1から支持部材212bまでの距離が短く、支持部材212bに対してハンマアセンブリ200からの力がダイレクトに伝わるからである。そのため、支持部材212bの後端部の側では、ハンマアセンブリ200から受ける衝撃等によりフレーム500に対する位置ずれが起こりやすい。
そのような位置ずれを考慮して、本実施形態では、ハンマアセンブリ200の回動中心の位置、回路基板400の開口部404及び406の位置、並びに接点部材212の開口部213a及び213bの位置を決めている。例えば、ハンマアセンブリ200の回動中心に近い側に可動接点212aの傾斜面212a−1の低い側が配置されるため、支持部材212bの後端部の側(つまり、ハンマアセンブリ200の回動中心に近い側)は、出来るだけ強く固定することが望ましい。
そこで、本実施形態では、ハンマアセンブリ200の回動中心に近い回路基板400の後端部の側に配置する開口部の数を多くして、接点部材212の位置ずれを抑制する構成としている。具体的には、図6に示されるように、回路基板400の後端部に、第1列を構成する開口部404を個々のセンサ300−mごとに設けている。また、これに対応して、接点部材212の支持部材212bの後端部の側には、開口部404と同数の開口部213aを設けている。これにより、個々の可動接点212aは、図9(A)に示されるように、スケール方向(D1方向)の両側に配置された開口部404及び開口部213aと、それらを貫通する突起部554とによって固定される。したがって、接点部材212の位置ずれを抑えて可動接点212aとセンサ300との接触不良を低減することができる。
なお、本実施形態の回路基板400において、センサ300は、回路基板400の後端部の側に寄せて配置されている。すなわち、センサ300と重なる可動接点212aも、回路基板400の後端部の側に近い位置に配置される。そのため、可動接点212aは、回路基板400の開口部406よりも開口部404に近い側に位置する。
センサ300が回路基板400の後端部の側に寄せて配置されている理由は、ハンマアセンブリ200の前端部210と可動接点212aとの位置ずれを抑えるためである。ハンマアセンブリ200は、基本的には回動軸520を回動中心として可動するが、スケール方向(D1方向)にも若干動きを生じる場合がある。このような場合に、回動中心からの距離が遠いほど、前端部210のスケール方向の動く幅が大きくなる。そのため、センサ300をハンマアセンブリ200の回動中心に近づけることにより、前端部210のスケール方向における動きが小さい範囲にセンサ300を配置することができる。これにより、前端部210と可動接点212aとを接触させる際の位置ずれを抑制する構成となっている。
以上のように、ハンマアセンブリ200の回動中心は、回路基板400の開口部406よりも開口部404に近い側に位置する。また、可動接点212aの傾斜面212a−1は、傾斜の低い側が、開口部406よりも開口部404に近い側に位置する。これにより、前端部210と可動接点212aとの間の位置ずれを抑制しつつ、接点部材212の位置ずれも抑制可能な構成とすることができる。
他方、回路基板400の後端部の側にセンサ300を配置したため、回路基板400の前端部の側には、センサ300以外の要素、すなわち集積回路410、並びにコネクタ部420L及び420Rが配置される。また、集積回路410とコネクタ部420L及び420R、又は集積回路410とセンサ300とを接続する配線も、回路基板400の前端部の側に配置される。その結果、回路基板400の前端部の側には、回路要素が高い密度で配置されることとなり、開口部406を配置するスペースの確保が困難である。
以上のことから、本実施形態では、開口部404に比べて開口部406の数を減らし、回路基板400の空きスペースに開口部406を配置する構成となっている。回路基板400の前端部の側は、後端部の側に比べて上述した位置ずれの制約が少ないため、開口部404に比べて開口部406の数を減らしても大きな問題とはならない。
以上説明したように、本実施形態の鍵盤装置1では、回路基板400の後端部の側に配置される開口部404に比べて、前端部の側に配置される開口部406の数を少なくしている点に特長がある。これにより、回路基板400の後端部の側に配置されたセンサ300の近傍における接点部材212の位置ずれを抑制するとともに、回路要素の集積度が高い前端部においても接点部材212の位置決めを可能としている。
このように、本実施形態では、センサ300に対する接点部材212の位置ずれの問題と、回路要素の集積度の問題とを考慮して、回路基板400に対して、相対的に数の多い開口部404及び相対的に数の少ない開口部406を配置する。これにより、回路基板400の面積を有効に活用することができ、複数の素子を備えた回路基板400をコンパクトに支持することが可能な鍵盤装置1を得ることができる。
<第2実施形態>
第1実施形態では、第2リブ552の一部に対して突起部556を配置せず、突起部554の数に比べて突起部556の数が少ない構成とした例を示した。第2実施形態では、第2リブ552の一部に対して、突起部554よりも高さの低い突起部556aを配置する構成とした例について説明する。なお、本実施形態では、第1実施形態との構成上の差異に注目して説明を行い、同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。
図10(A)は、フレーム500に対し回路基板400を装着した後におけるフレーム500、接点部材212及び回路基板400の位置関係を示す平面図である。ただし、図10(A)は、下方側(回路基板400が配置された側)から見た図を示している。図10(B)は、図10(A)の平面図を一点鎖線C−C’で切断した断面図に対応する。図10(C)は、図10(A)の平面図を一点鎖線D−D’で切断した断面図に対応する。
図10(A)に示されるように、第2リブ552には、突起部554及び突起部556のほか、突起部556aが配置されている。突起部556aは、突起部556が構成する列に沿って配置され、突起部556と共に図6に示される第2列44を構成している。このとき、回路基板400のうち、突起部556aと重なる部分には、開口部406が設けられていない。
図10(B)において、回路基板400のうち、突起部554及び突起部556と重なる部分には、それぞれ開口部404及び406が配置されている。このとき、突起部554は、開口部404及び開口部213aを貫通している。また、突起部556は、開口部406及び開口部213bを貫通している。
これに対し、図10(C)において、回路基板400のうち、突起部554と重なる部分には開口部404が配置されているが、突起部556aと重なる部分には開口部406が配置されていない。このとき、突起部554は、開口部404及び開口部213aを貫通している。しかし、突起部556aは、開口部213bの内側に位置しているものの、回路基板400には到達していない。すなわち、突起部556aは、開口部213bの厚さ方向の長さ(つまり、支持部材212bの厚さ)よりも低い。
このように、本実施形態では、第2リブ552のうち、開口部406が配置されていない部分と重なる部分に対しても、突起部554及び突起部556に比べて高さの低い突起部556aを配置している。これにより、開口部406が配置されていない部分においても突起部556aを用いて支持部材212bの位置を決めることができ、第1実施形態に比べて、接点部材212の位置ずれを、より効果的に抑制することができる。
なお、本実施形態では、突起部556aが支持部材212bの厚さよりも低い場合について説明したが、支持部材212bの厚さと同じ高さであってもよい。すなわち、突起部556aの高さは、支持部材212bの厚さ以下であればよい。こうすることにより、フレーム500と回路基板400との間に支持部材212bを挟む際に、突起部556aが回路基板400に当たって支持部材212bを挟めなくなる事を防ぐことができる。
以上、鍵盤装置を例に挙げて各実施形態について説明したが、本発明は、これに限られるものではない。すなわち、ある部材(第1部材)を他の部材(第2部材)で支持する構造を有する構造体を含む装置であれば、鍵盤装置以外の装置に対しても適用可能である。例えば、操作子の動きを検知する接触検知型センサを備えた回路基板と、それを支持する支持部材とを有する構造体を含む電子楽器に適用してもよい。また、上述の各実施形態では、鍵盤装置の場合について、回路基板をフレームで支持する構成について説明したが、これに限らず、鍵盤装置の他の部位に対しても本発明は適用可能である。
なお、本発明の実施形態として説明した構成を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
また、上述した実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされると解される。
1…鍵盤装置、10…鍵盤アセンブリ、70…音源装置、80…スピーカ、90…筐体、100…鍵、120…ハンマ支持部、180…接続部、181…可撓性部材、181…板状の可撓性部材、185…可撓性部材、185…棒状の可撓性部材、200…ハンマアセンブリ、210…前端部、212…接点部材、212a…可動接点、212b…支持部材、213a、213b…開口部、220…軸支持部、230…錘部、250…下側ストッパ、260…上側ストッパ、300…センサ、400…回路基板、400C…中央回路基板、400L…左側回路基板、400R…右側回路基板、402…位置決め部、404、406…開口部、410…集積回路、420L…コネクタ部、420R…コネクタ部、500…フレーム、511…前端フレームガイド、513…側面フレームガイド、520…回動軸、530…後端支持部、532…ボス、534…支持部、536…位置決め部、540…前端支持部、540C…前端支持部、540L…前端支持部、540R…前端支持部、542…支持部、544…第1位置決め部、546…第2位置決め部、550…第1リブ、552…第2リブ、554、556、556a…突起部、585…フレーム側支持部、710…信号変換部、730…音源部、750…出力部

Claims (11)

  1. 第1方向に配列された複数の開口部を有する第1部材と、
    前記第1部材を支持する第2部材と、
    を備え、
    前記第1部材は、前記第1方向に配列された複数の第1素子と、前記複数の第1素子からの信号を受信する第2素子とを有し、
    前記第2部材は、前記複数の開口部と重なる位置に配置される複数の突起部を有し、
    前記複数の開口部は、第1列を構成する第1開口部と、前記第1開口部よりも少ない数で第2列を構成する第2開口部とを有し、
    前記第2素子は、前記第1開口部よりも前記第2開口部に近い位置に配置される、構造体。
  2. 前記第1部材と前記第2部材とに挟まれて配置され、可動接点を有する第3部材をさらに備え、
    前記可動接点は、前記第1素子と重なって配置される、請求項1に記載の構造体。
  3. 回動することにより前記可動接点を押す第4部材をさらに有し、
    前記第4部材の回動中心は、前記第2列よりも前記第1列に近い側に位置する、請求項2に記載の構造体。
  4. 前記可動接点は、前記第1部材の上面に対して傾斜する傾斜面を有し、
    前記第2列よりも前記第1列に近い側に、前記傾斜面の低い側が位置する、請求項2又は3に記載の構造体。
  5. 前記可動接点は、前記第2開口部よりも前記第1開口部に近い側に位置する、請求項2乃至4のいずれか1項に記載の構造体。
  6. 前記第2素子は、前記第2列と重なって配置される、請求項1に記載の構造体。
  7. 前記第1素子はセンサであり、前記第2素子は集積回路又はコネクタ部である、請求項1に記載の構造体。
  8. 前記複数の突起部よりも高さの低い他の突起部をさらに含み、
    前記他の突起部は、前記第2開口部と重ならない位置に配置される、請求項1に記載の構造体。
  9. 前記第1部材と前記第2部材とに挟まれて配置される第3部材をさらに備え、
    前記他の突起部の高さは、前記第3部材のうち前記第1部材と前記第2部材とに挟まれて配置される部分の厚さ以下である、請求項8に記載の構造体。
  10. 請求項1乃至9のいずれか1項に記載の構造体を有し、
    前記第1部材は、電子回路が配置された回路基板であり、前記第2部材は、フレームである、電子楽器。
  11. 前記第1方向は、スケール方向である、請求項10に記載の電子楽器。
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